De beste computerinterfaces: verleden, heden en toekomst

Computerwetenschappers van over de hele wereld komen deze week bijeen in Boston om: Computer-menselijke interactie 2009 om de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van computerinterfaces te bespreken. Ter gelegenheid van het evenement presenteren we een overzicht van de coolste computerinterfaces uit verleden, heden en toekomst.

Multitouch-scherm: Microsoft's Surface is een voorbeeld van een multitouch-scherm.

De opdrachtregel
De grootvader van alle computerinterfaces is de opdrachtregel, die in de jaren vijftig opdook als een effectievere manier om computers te besturen. Voorheen moesten opdrachten in batches in een computer worden ingevoerd, meestal via een ponskaart of papieren tape. Teletype-machines, die normaal werden gebruikt voor telegraafuitzendingen, werden aangepast zodat gebruikers halverwege een proces opdrachten konden wijzigen en in bijna realtime feedback van een computer konden ontvangen.

Met videoweergave-eenheden kon opdrachtregelinformatie sneller worden weergegeven. De VT100, een videoterminal die in 1978 door Digital Equipment Corporation (DEC) werd uitgebracht, wordt door sommige moderne besturingssystemen nog steeds nagebootst als een manier om de opdrachtregel weer te geven.

Grafische gebruikersinterfaces, die in de jaren tachtig commercieel opkwamen, maakten computers veel gemakkelijker voor de meeste mensen om te gebruiken, maar de opdrachtregel biedt nog steeds aanzienlijke kracht en flexibiliteit voor ervaren gebruikers.

De muis
Tegenwoordig is het moeilijk om je een desktopcomputer voor te stellen zonder zijn iconische sidekick: de muis.

41 jaar geleden ontwikkeld door Douglas engelbart aan het Stanford Research Institute, in Californië, is de muis onlosmakelijk verbonden met de ontwikkeling van de moderne computer en speelde ook een cruciale rol in de opkomst van de grafische gebruikersinterface. Engelbart demonstreerde de muis, samen met verschillende andere belangrijke innovaties, waaronder hypertext en samenwerking op een gedeeld scherm, tijdens een evenement in San Francisco in 1968.

Vroege computermuizen waren er in verschillende vormen en vormen, waarvan vele tegenwoordig bijna onherkenbaar zouden zijn. Maar tegen de tijd dat muizen in de jaren tachtig commercieel verkrijgbaar werden, was de mal klaar. Drie decennia later en ondanks enkele aanpassingen (waaronder het verlies van zijn staart), blijft de muis relatief onveranderd. Dat wil niet zeggen dat bedrijven niet hebben geprobeerd allerlei verbeteringen toe te voegen, waaronder een mini-joystick en een luchtventilator om je hand zweetvrij en koel te houden.

Logitech alleen al heeft nu meer dan een miljard van deze apparaten verkocht, maar sommigen geloven dat de muis op zijn laatste benen loopt. De opkomst van andere, meer intuïtieve interfaces kan eindelijk de greep van de muis op ons losmaken.

Het touchpad
Ondanks de stevige concurrentie van trackballs en joysticks met knoppen, is het touchpad naar voren gekomen als de meest populaire interface voor laptops.

Bij de meeste touchpads wordt de vinger van een gebruiker gedetecteerd door verstoringen van een elektrisch veld te detecteren die worden veroorzaakt door de natuurlijke capaciteit van de vinger. Het is een principe dat al in 1953 werd toegepast door de Canadese pionier op het gebied van elektronische muziek Hugh Le Caine , om het timbre te regelen van de geluiden geproduceerd door zijn vroege synthesizer, de Sackbut genaamd.

Het touchpad is ook belangrijk als voorloper van de touchscreeninterface. En veel touchpads beschikken nu over multitouch-mogelijkheden, waardoor het scala aan mogelijke toepassingen wordt uitgebreid. Het eerste multitouch-touchpad voor een computer werd in 1984 gedemonstreerd door Bill Buxton , toen hoogleraar computerontwerp en -interactie aan de Universiteit van Toronto en nu ook hoofdonderzoeker bij Microsoft.

Het multitouch-scherm
Noem computers met touchscreen, en de meeste mensen zullen denken aan die van Apple iPhone of die van Microsoft Oppervlakte . In werkelijkheid is de technologie al een kwart eeuw oud en debuteerde ze in 1983 in de HP-150-computer. Lang voordat desktopcomputers gemeengoed werden, werden in geldautomaten standaard aanraakschermen gebruikt om klanten, die grotendeels computers gebruiken zonder veel training.

Het is echter redelijk om te zeggen dat Apple's iPhone heeft geholpen het potentieel van de aanpak nieuw leven in te blazen met zijn multitouch-scherm. Verschillende fabrikanten van mobiele telefoons bieden nu multitouch-apparaten aan, en naar verwachting zullen zowel Windows 7 als toekomstige versies van Apple's Macbook hetzelfde doen. Verschillende technieken kunnen multitouch-schermen mogelijk maken: capacitieve detectie, infrarood, akoestische oppervlaktegolven en, meer recentelijk, drukdetectie.

Met deze renaissance kunnen we een geheel nieuw lexicon van gebaren verwachten dat is ontworpen om het gemakkelijker te maken om gegevens te manipuleren en commando's op te roepen. In feite kan een uitdaging zijn om middelen te vinden om bestaande commando's op een intuïtieve manier te reproduceren, zegt August de los Reyes , een onderzoeker op het gebied van gebruikerservaringen die op Microsoft Surface werkt.

Gebaar Sensing
Compacte magnetometers, versnellingsmeters en gyroscopen maken het mogelijk om de beweging van een apparaat te volgen. Met zowel Nintendo's Wii-controller als de iPhone kunnen gebruikers games en applicaties besturen door elk apparaat fysiek door de lucht te manoeuvreren. Evenzo is het mogelijk om muziek te pauzeren en af ​​te spelen op de 6600 mobiele telefoon van Nokia door simpelweg twee keer op het apparaat te tikken.

Ook nieuwe mobiele applicaties beginnen in te spelen op deze trend. Hou je mond , laat Nokia-gebruikers bijvoorbeeld hun telefoon dempen door deze simpelweg met de voorkant naar beneden te draaien. Een andere app, genaamd nAlertMe , gebruikt een 3D-gebaarde toegangscode om te voorkomen dat het apparaat wordt gestolen. De handset laat een schel alarm horen als de gebruiker het apparaat niet in een vooraf gedefinieerd patroon in de lucht beweegt om het in te schakelen.

De volgende stap in gebarenherkenning is om computers in staat te stellen hand- en lichaamsbewegingen beter visueel te herkennen. Sony's Eye liet zien dat simpele bewegingen relatief makkelijk te herkennen zijn. Het volgen van meer gecompliceerde 3D-bewegingen bij onregelmatige verlichting is echter moeilijker. Start-ups, waaronder Xtr3D , gevestigd in Israël, en Soft Kinetic, gevestigd in België, ontwikkelen computer vision-software die infrarood gebruikt voor gaming-toepassingen die het hele lichaam waarnemen.

Oblong, een startup gevestigd in Los Angeles, heeft een ruimtelijk besturingssysteem ontwikkeld dat gebarencommando's herkent, op voorwaarde dat de gebruiker een paar speciale handschoenen draagt.

Feedback forceren
Een onderzoeksgebied dat haptiek wordt genoemd, onderzoekt manieren waarop technologie onze tastzin kan manipuleren. Sommige gamecontrollers trillen al met een impact op het scherm, en op dezelfde manier trillen sommige mobiele telefoons wanneer ze op stil worden gezet.

Meer gespecialiseerde haptische controllers zijn de PHANTOM, gemaakt door SensAble, gevestigd in Woburn, MA. Deze apparaten worden al gebruikt voor 3D-ontwerp en medische training, waardoor een chirurg bijvoorbeeld een complexe procedure kan oefenen met behulp van een simulatie die er niet alleen realistisch uitziet, maar ook aanvoelt.

Haptics zou binnenkort ook een andere dimensie aan touchscreens kunnen toevoegen: door het gevoel van klikken op een knop beter te simuleren wanneer een pictogram wordt aangeraakt. Vincent Hayward , een vooraanstaand expert in het veld, aan de McGill University, in Montreal, Canada, heeft aangetoond hoe verschillende sensaties kunnen worden gegenereerd die verband houden met verschillende pictogrammen op een haptische knop. Op de lange termijn denkt Hayward dat het zelfs mogelijk zal zijn om haptiek te gebruiken om de sensatie van texturen op een scherm te simuleren.

Stem Erkenning
Spraakherkenning heeft altijd moeite gehad om de reputatie van traagheid, onhandigheid en maar al te vaak onnauwkeurigheid van zich af te schudden. De technologie is pas echt van de grond gekomen in specialistische gebieden waar een beperkt en smal deel van de taal wordt gebruikt of waar gebruikers bereid zijn de tijd te investeren die nodig is om een ​​systeem te trainen om hun stem te herkennen.

Dit is nu aan het veranderen. Naarmate computers krachtiger worden en algoritmen slimmer ontleden, zal spraakherkenning blijven verbeteren, zegt Robert Weidmen, VP Marketing voor Nuance , het bedrijf dat Dragon Naturally Speaking maakt.

Vorig jaar lanceerde Google een voice search-app voor de iPhone, waarmee gebruikers kunnen zoeken zonder op een knop te drukken. Een andere iPhone-applicatie, genaamd Vlingo , kan worden gebruikt om het apparaat op andere manieren te bedienen: naast zoeken kan een gebruiker met een paar eenvoudige commando's tekstberichten en e-mails dicteren of zijn of haar status op Facebook bijwerken. In het verleden was de uitdaging het toevoegen van voldoende rekenkracht voor een mobiele telefoon. Dankzij hogere snelheden voor gegevensoverdracht is het nu echter mogelijk om externe servers te gebruiken om het vereiste rekenwerk naadloos aan te pakken.

Augmented Reality
Een opwindende opkomende interface is augmented reality, een benadering die virtuele informatie combineert met de echte wereld.

De vroegste augmented-reality-interfaces vereisten complexe en omvangrijke bewegingsdetectie- en computergrafische apparatuur. Meer recentelijk moeten mobiele telefoons met krachtige processorchips en sensoren de technologie binnen het bereik van gewone gebruikers brengen.

Voorbeelden van mobiele augmented reality zijn die van Nokia Mobiele Augmented Reality-toepassing (MARA) en Wikitude , een applicatie ontwikkeld voor het Android-telefoonbesturingssysteem van Google. Met beide kan een gebruiker de echte wereld bekijken via een camerascherm met virtuele annotaties en tags erop. Met MARA worden deze virtuele gegevens verzameld van de interessante punten die zijn opgeslagen in de NavTeq-satellietnavigatietoepassing. Wikitude haalt, zoals de naam al aangeeft, zijn gegevens uit Wikipedia.

Deze toepassingen werken door gegevens van een arsenaal aan sensoren te monitoren: GPS-ontvangers geven nauwkeurige positie-informatie, digitale kompassen bepalen in welke richting het apparaat wijst en magnetometers of versnellingsmeters berekenen de oriëntatie. Een project genaamd Nokia Image Space gaat nog een stap verder door mensen toe te staan ​​ervaringen – afbeeldingen, video, geluiden – op een bepaalde plek op te slaan, zodat andere mensen ze op dezelfde plek kunnen terugvinden.

Ruimtelijke interfaces
Naast het inschakelen van augmented reality, kunnen de GPS-ontvangers die nu in veel telefoons worden aangetroffen, mensen geografisch volgen. Dit levert een reeks nieuwe games en applicaties op waarmee je je locatie als een vorm van invoer kunt gebruiken.

De breedtegraad van Google , laat gebruikers bijvoorbeeld hun positie op een kaart weergeven door software te installeren op een mobiele telefoon met GPS. In oktober 2008 waren al zo'n 3.000 iPhone-apps locatiebewust. Een dergelijke iPhone-applicatie is iNap , die is ontworpen om de positie van een persoon te controleren en haar wakker te maken voordat ze haar trein- of bushalte mist. Het idee hiervoor kwam nadat Jelle Prins, van het Nederlandse softwareontwikkelingsbedrijf Moop, bang was dat hij zijn halte op weg naar het vliegveld zou missen. De app kan verbinding maken met een populair treinschema dat in Nederland wordt gebruikt en automatisch uw tussenstops identificeren op basis van uw eerdere reisroutines.

Vangnet , een locatiebewuste applicatie die is ontwikkeld voor het Android-platform van Google, stelt gebruikers in staat delen van de stad te definiëren die zij over het algemeen onveilig achten. Als ze per ongeluk een van deze no-go-gebieden binnendringen, wordt het programma actief en klinkt er een alarm en belt het automatisch 911 op de luidspreker als reactie op een snelle beweging.

Hersen-computerinterfaces
Misschien is de ultieme computerinterface, en een die nog ver weg is, mind control.

Chirurgische implantaten of elektro-encefalogram (EEG) sensoren kunnen worden gebruikt om de hersenactiviteit van mensen met ernstige vormen van verlamming te volgen. Met training kan deze technologie het mogelijk maken dat opgesloten patiënten een computercursor besturen om berichten te spellen of een rolstoel te besturen.

Sommige bedrijven hopen dezelfde soort brain-computer interface (BCI) technologie naar de mainstream te brengen. Vorige maand, Neurosky , gevestigd in San Jose, CA, kondigde de lancering aan van zijn Bluetooth-gamingheadset die is ontworpen om eenvoudige EEG-activiteit te volgen. Het idee is dat gamers extra krachten kunnen krijgen, afhankelijk van hoe kalm ze zijn.

Naast gamen kan BCI-technologie misschien worden gebruikt om stress en een overdaad aan informatie te verlichten. Een BCI-project genaamd de Cognitive Cockpit (CogPit) gebruikt EEG-informatie in een poging de informatie-overload die straaljagerpiloten ervaren te verminderen.

Het project, dat voorheen werd gefinancierd door het Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) van de Amerikaanse overheid, is ontworpen om te onderscheiden wanneer de pilot wordt overbelast en om de manier te beheren waarop informatie aan hem wordt verstrekt. Als hij bijvoorbeeld al verbaal met de basis communiceert, kan het passender zijn om hem met visuele middelen te waarschuwen voor een inkomende dreiging in plaats van via een hoorbare waarschuwing. Door hun cognitieve toestand van het ene moment op het andere te schatten, zouden we de informatiestroom naar hen moeten kunnen optimaliseren, zegt Blair Dickson, een onderzoeker in het project met het Britse defensietechnologiebedrijf Qinetiq .

zich verstoppen